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    Die vorliegende Erfindung betrifft einen Brennraum, insbesondere für eine Gasturbinenanlage, mit zumindest einem Brenner (1), der einen Brenneraustritt für die Zufuhr eines Brennstoffes oder Brennstoff-Oxidationsmittel-Gemisches in den Brennraum (2) aufweist, und zumindest einem gasdurchlässigen, perforiert ausgebildeten Abschnitt (5, 6) in einer Wandung (10, 11) des Brennraums (2) und/oder des Brenners (1), wobei der gasdurchlässige Abschnitt (5, 6) mit einem Mittel zur Zuführung eines Kühlfluids (4) zur Kühlung der Wandungen (10, 11) in Fluidverbindungg steht. Der gasdurchlässige Abschnitt (5, 6) ist doppelwandig mit einer inneren (6), dem Brennraum zugewandten und einer äußeren, dem Brennraum (2) abgewandten Wandung (5) ausgebildet, zwischen denen ein definierter Abstand vorliegt, und die Größe L des Abstandes, die Porosität sigma der Perforation der inneren Wandung (6) und die Dicke der inneren Wandung (6) sind so aufeinander abgestimmt, dass die komplexe Schallimpedanz des gasdurchlässigen Abschnittes für im Betrieb auftretende Pulsationsfrequenzen zumindest annähernd den Wert rho È c annimmt. DOLLAR A Mit dem vorliegenden Brennraum wird eine Kühlung der Wandungen der Brennkammer und/oder des Brenners bei gleichzeitiger akustischer Dämpfung von Brennkammerpulsationen realisiert.The invention relates to a combustion chamber, in particular for a gas turbine system, with at least one burner (1) which has a burner outlet for the supply of a fuel or fuel-oxidant mixture into the combustion chamber (2), and at least one gas-permeable, perforated section (5, 6) in a wall (10, 11) of the combustion chamber (2) and / or the burner (1), the gas-permeable section (5, 6) having a means for supplying a cooling fluid (4) for cooling the walls (10, 11) is in fluid communication. The gas-permeable section (5, 6) is double-walled with an inner (6) facing the combustion chamber and an outer wall (5) facing away from the combustion chamber (2), between which there is a defined distance, and the size L of the distance, the porosity sigma of the perforation of the inner wall (6) and the thickness of the inner wall (6) are matched to one another in such a way that the complex acoustic impedance of the gas-permeable section assumes at least approximately the value rho È c for pulsation frequencies occurring during operation. DOLLAR A The combustion chamber at hand cools the walls of the combustion chamber and / or the burner while at the same time acoustically damping combustion chamber pulsations.
    公开号:DE102004011150A1
    申请号:DE200410011150
    申请日:2004-03-08
    公开日:2004-09-16
    发明作者:Valter Bellucci；Christian Oliver Dr. Paschereit
    申请人:Alstom Technolgoy AG；
    IPC主号:F23M99-00
    专利说明:
    [0001] Die vorliegende Erfindung betriffteinen Brennraum mit zumindest einem Brenner, der einen Brenneraustrittfür dieZufuhr eines Brennstoffes oder Brennstoff-Oxidationsmittel-Gemisches in den Brennraumaufweist, und zumindest einem gasdurchlässigen, perforiert ausgebildetenAbschnitt in einer Wandung des Brennraums und/oder des Brenners,wobei der gasdurchlässigeAbschnitt mit einem Mittel zur Zuführung eines Kühlfluidszur Kühlungder Wandungen in Fluidverbindung steht. Die Erfindung betrifft weiterhinein Verfahren zum Betrieb des Brennraums. Der vorliegende Brennraumeignet sich besonders zur Verwendung als Brennkammer einer Gasturbinen-Anlage.The present invention relates toa combustion chamber with at least one burner that exits a burnerfor theSupply of a fuel or fuel-oxidant mixture into the combustion chamberhas, and at least one gas-permeable, perforatedSection in a wall of the combustion chamber and / or the burner,the gas permeableSection with a means for supplying a cooling fluidfor coolingthe walls are in fluid communication. The invention further relates toa method for operating the combustion chamber. The present combustion chamberis particularly suitable for use as a combustion chamber in a gas turbine system.
    [0002] In der modernen Gasturbinentechnikwerden überwiegendsog. magere Vormischbrenner eingesetzt. Unterschiedlichste Bauartenvon mageren Vormischbrennern sind bspw. aus der US 4,781,030 , der EP 321 809 , der EP 780 629 , der WO 93/17279, der EP 945 677 oder der WO 00/12936bekannt. Diese Brenner arbeiten im Wesentlichen nach dem Prinzip, Brennstoffin einen stark verdrallten Luftstrom einzubringen, in dem diesereine homogene Mischung mit der Verbrennungsluft bildet. Die Zündung undFlammenstabilisierung erfolgen durch Aufplatzen der Drallströmung amBrenneraustritt, d. h. an der Brennermündung zur Brennkammer. Bevorzugtwerden diese Brenner mit unterstöchiometrischemBrennstoff-Luftverhältnisbetrieben, typischerweise mit Luftzahlen um 2. Die Ausbildung stöchiometrischer Zonenmit heißenStellen in der Flamme, in denen eine starke Stickoxidproduktionstattfindet, wird so vermieden, und durch die gute Vormischung wirdgewöhnlichauch ein guter Ausbrand erzielt. Dabei sind diese Vormischbrennerhäufigfür einenBetrieb im Bereich der mageren Löschgrenzeausgelegt, wodurch der Betriebsbereich eingeschränkt wird. Für den Betrieb mit unterhalbder füreinen stabilen Vormischbetrieb notwendigen Brennstoffmenge werden dahersog. Pilotstufen oder Pilotbrenner eingesetzt, über die in bestimmten Betriebsbereichenzusätzlich Brennstoffin den Brennraum eingebracht wird.So-called lean premix burners are predominantly used in modern gas turbine technology. Different types of lean premix burners are, for example, from the US 4,781,030 , the EP 321 809 , the EP 780 629 , WO 93/17279, the EP 945 677 or WO 00/12936 known. These burners essentially work on the principle of introducing fuel into a highly swirled air stream, in which it forms a homogeneous mixture with the combustion air. The ignition and flame stabilization take place by the swirl flow bursting at the burner outlet, ie at the burner mouth to the combustion chamber. These burners are preferably operated with a substoichiometric fuel-air ratio, typically with air numbers around 2. The formation of stoichiometric zones with hot spots in the flame, in which a high nitrogen oxide production takes place, is avoided in this way, and the good premixing usually also leads to a good burnout achieved. These premix burners are often designed for operation in the area of the lean extinguishing limit, which limits the operating range. So-called pilot stages or pilot burners are used for operation with below the amount of fuel required for stable premixing operation, via which additional fuel is introduced into the combustion chamber in certain operating areas.
    [0003] Alle bekannten Vormischbrenner weisen eineNeigung zur Ausbildung von thermoakustischen Schwingungen im Brennraumauf. Diese unerwünschtenSchwingungen könneneinerseits durch eine entsprechende Steuerung der Brennstoffzufuhr undder Brennstoffverteilung, andererseits durch Dämpfungsmaßnahmen innerhalb der Brennkammer vermindertwerden. So ist bspw. aus der US 5,685,157 einakustischer Dämpferfür eineBrennkammer bekannt, der durch mehrere Resonanzrohre gebildet wird,die übereine perforierte Platte mit der Brennkammer in Verbindung stehen.Diese Resonanzrohre dienen als Helmholtz-Resonatoren, die je nachGröße des Resonanzvolumenseinzelne thermoakustische Schwingungen dämpfen. Auch die US 5,431,018 zeigt den Einsatz vonHelmholtz-Resonatoren an einer Brennkammer. Bei dieser Druckschrift istum die Zufuhrleitung fürBrennstoff zu einer Brennkammer ein ringförmiger Luftkanal für die Zufuhrvon Kühl-und Verbrennungsluft in den Brennraum ausgebildet, der mit einemResonatorvolumen in Verbindung steht. Aus der US 6,164,058 ist eine Anordnung zurDämpfungakustischer Schwingungen in einem Brennraum bekannt, bei dem ander Brennraumwand ausgebildete Kühlkanäle in ihrerLänge derartangepasst werden, dass sie am Eintritt der Kühlluft in den Brenner eineminimale akustische Impedanz aufweisen. Ein Teil dieser Kühlluft wirddann im Brenner mit dem Brennstoff vermischt und gelangt am Brenneraustrittin den Brennraum zur Verbrennung. Mit Helmholtz-Resonatoren können zwar sehr hohe Dämpfungenerreicht werden, dies jedoch nur in einem sehr engen Frequenzbereich,auf den das Resonanzvolumen abgestimmt ist. Sie sind insbesonderefür die Dämpfung einzelnerSchwingungen im niederfrequenten Bereich geeignet, in dem der Frequenzabstandzwischen den unerwünschtenSchwingungen relativ groß ist.All known premix burners have a tendency to form thermoacoustic vibrations in the combustion chamber. These undesirable vibrations can be reduced on the one hand by appropriate control of the fuel supply and fuel distribution, and on the other hand by damping measures within the combustion chamber. For example, from US 5,685,157 an acoustic damper for a combustion chamber is known, which is formed by a plurality of resonance tubes which are connected to the combustion chamber via a perforated plate. These resonance tubes serve as Helmholtz resonators, which dampen individual thermoacoustic vibrations depending on the size of the resonance volume. Also the US 5,431,018 shows the use of Helmholtz resonators on a combustion chamber. In this document, an annular air channel for the supply of cooling and combustion air into the combustion chamber is formed around the supply line for fuel to a combustion chamber and is connected to a resonator volume. From the US 6,164,058 An arrangement for damping acoustic vibrations in a combustion chamber is known in which the cooling ducts formed on the combustion chamber wall are adjusted in length in such a way that they have a minimal acoustic impedance at the entry of the cooling air into the burner. Part of this cooling air is then mixed with the fuel in the burner and reaches the combustion chamber for combustion at the burner outlet. Helmholtz resonators can achieve very high damping, but only in a very narrow frequency range to which the resonance volume is tuned. They are particularly suitable for damping individual vibrations in the low-frequency range, in which the frequency spacing between the unwanted vibrations is relatively large.
    [0004] In modernen Gasturbinenanlagen, diemit Vormischbrennern arbeiten, könnenjedoch in einem breiten Frequenzbereich auch höherfrequente und eng benachbarteSchwingungen durch so genannte Brennkammerpulsationen auftreten,die die Qualität desVerbrennungsprozesses und auch die strukturelle Integrität der Anlagengefährden.Helmholtz-Resonatoren sind zur Dämpfungderartiger breitbandiger Schwingungen kaum geeignet.In modern gas turbine plants, thecan work with premix burnershowever, in a wide frequency range also higher frequencies and closely neighboring onesVibrations occur through so-called combustion chamber pulsations,which the quality of theCombustion process and also the structural integrity of the plantscompromise.Helmholtz resonators are used for dampingsuch broadband vibrations hardly suitable.
    [0005] Ausgehend von diesem Stand der Technik bestehtdie Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, einen Brennraum anzugeben,der eine verbesserte Dämpfungakus tischer durch Brennkammerpulsationen hervorgerufener Schwingungenermöglicht.Based on this state of the artthe object of the present invention is to provide a combustion chamber,which is an improved dampingacoustic vibrations caused by combustion chamber pulsationsallows.
    [0006] Darstellung der Erfindung Die Aufgabewird mit dem Brennraum gemäß Patentanspruch1 gelöst. Patentanspruch7 betrifft ein Wandelement, Patentanspruch 12 ein Verfahren zumBetrieb des Brennraums. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Brennraums,des Wandelements sowie des Betriebsverfahrens sind Gegenstand derUnteransprücheoder lassen sich aus der nachfolgenden Beschreibung sowie den Ausführungsbeispielenentnehmen.The taskis with the combustion chamber according to claim1 solved. claim7 relates to a wall element, claim 12 a method forOperation of the combustion chamber. Advantageous configurations of the combustion chamber,the wall element and the operating method are the subject ofunder claimsor can be derived from the following description and the exemplary embodimentsremove.
    [0007] Der vorliegende Brennraum, der sichinsbesondere fürden Einsatz in einer Gasturbinenanlage eignet, umfasst zumindesteinen Brenner mit einem Brenneraustritt für die Zufuhr eines Brennstoffesoder Brennstoff-Oxidationsmittel-Gemisches in den Brennraum undzumindest einen gasdurchlässigen, perforiertausgebildeten Abschnitt in einer Wandung des Brennraums und/oderdes Brenners. Der gasdurchlässigeAbschnitt steht mit einem Mittel zur Zuführung eines Kühlfluids,insbesondere von Kühlluft, zurKühlungder Wandungen in Fluidverbindung. Der Brennraum zeichnet sich dadurchaus, dass der gasdurchlässigeAbschnitt doppelwandig mit einer inneren, dem Brennraum zugewandtenund einer äußeren, demBrennraum abgewandten Wandung ausgebildet ist, zwischen denen eindefinierter Abstand vorliegt, durch den ein Zwischenraum gebildetwird. Die Größe L desAbstandes, die Porosität σ der Perforationder inneren Wandung und die Dicke der inneren Wandung sind beimvorliegenden Brennraum so aufeinander abgestimmt, dass die komplexeSchallimpedanz Z = R + iX des gas durchlässigen Abschnittes beim bestimmungsgemäßen Betriebdes Brennraums fürdabei auftretende Pulsationsfrequenzen zumindest annähernd denWert ρ · c annimmt,wobei ρ dieDichte des Kühlfluidsund c die Schallgeschwindigkeit im Kühlfluid darstellen.The present combustion chamber, which is particularly suitable for use in a gas turbine system, comprises at least one burner with a burner outlet for supplying a fuel or fuel-oxidant mixture into the combustion chamber and at least one gas-permeable, perforated section in a wall the combustion chamber and / or the burner. The gas-permeable section is in fluid communication with a means for supplying a cooling fluid, in particular cooling air, for cooling the walls. The combustion chamber is characterized in that the gas-permeable section is double-walled with an inner wall facing the combustion chamber and an outer wall facing away from the combustion chamber, between which there is a defined distance through which an intermediate space is formed. The size L of the distance, the porosity σ of the perforation of the inner wall and the thickness of the inner wall are matched to one another in the present combustion chamber in such a way that the complex sound impedance Z = R + iX of the gas-permeable section during the intended operation of the combustion chamber for the pulsation frequencies that occur at least approximately assumes the value ρ · c, ρ representing the density of the cooling fluid and c the speed of sound in the cooling fluid.
    [0008] Durch die vorliegende Ausbildungdes perforierten Abschnittes werden Brennkammerdruckschwankungenbeim Auftreffen auf den doppelwandig ausgebildeten Abschnitt nichtunmittelbar vollständigreflektiert, sondern teilweise absorbiert und somit gedämpft. Derperforierte Abschnitt wirkt damit als akustisches Dämpfungselement.Dabei wird ein geringer Massenstrom durch die Perforationsöffnungender inneren Wandung in den Zwischenraum und wieder heraus gezwungen,wobei Schwingungsenergie dissipiert und die thermoakustische Schwingung gedämpft wird.Durch die fluidische Verbindung eines derartigen Dämpfungselementesmit Mitteln zur Zufuhr des Kühlfluidskann die Kühlungder Wandungen des Brennraums oder des Brenners gleichzeitig auch für die Dämpfungenvon Druckschwingungen Verwendung finden. Der Vorteil des vorliegendenBrennraums erschöpftsich jedoch nicht alleine in der Kombination eines Kühlsystemsmit einem Dämpfungselement.Durch die fürdie Kühlungerforderliche Aufrechterhaltung eines Durchflusses an Kühlfluidmit ausreichender Geschwindigkeit durch den doppelwandigen Abschnittlässt sichvielmehr die dämpfendeWirkung gegenüberDämpfungselementen,die keinen derartigen Durchfluss aufweisen, deutlich verbessern.Through the present trainingof the perforated section are combustion chamber pressure fluctuationsnot when hitting the double-walled sectionimmediately completereflected, but partially absorbed and thus attenuated. Theperforated section thus acts as an acoustic damping element.There is a small mass flow through the perforation openingsthe inner wall into the space and forced out againwhereby vibration energy dissipates and the thermoacoustic vibration is damped.Through the fluidic connection of such a damping elementwith means for supplying the cooling fluidcan coolingthe walls of the combustion chamber or burner at the same time for the dampingof pressure vibrations are used. The advantage of the presentCombustion chamber exhaustedbut not alone in the combination of a cooling systemwith a damping element.By forthe coolingrequired maintenance of a flow of cooling fluidwith sufficient speed through the double-walled sectionlet yourselfrather the dampingEffect againstDamping elements,that do not have such a flow, improve significantly.
    [0009] Bei der Dimensionierung des perforierten Abschnitteswird im vorliegenden Fall die reflexionsfreie Bedingung für die SchallimpedanzZ = R + iX = ρ · c zumindestannäherndeingehalten. Der Realteil R der komplexen Schallimedanz Z wird dabeials Resistanz, der ImaginärteilX als Reaktanz bezeichnet. Die absorbierende akustische Wand mitR = ρ · c wird hierbeidurch die innere Wandung des perforierten Abschnittes gebildet.Durch die Aufrechterhaltung eines Kühlfluidflusses durch den perforiertenAbschnitt währenddes Betriebs des Brennraums ergeben sich jedoch andere Bedingungenals ohne einen derartigen Gasfluss. Ohne einen Gasfluss wäre die Resistanzaufgrund der Abhängigkeitvon der Konvektion und Dissipation der akustisch erzeugten Wirbelnichtlinear, so dass sie sich nur sehr schwer tunen ließe. Im vorliegendenFall führtder ständigeDurchfluss des Kühlfluidsdurch die Perforationslöcherjedoch zu einem linearen Beitrag zur Resistanz R aufgrund der durchdiesen Durchfluss verursachten Konvektion der Wirbel. Dieser lineareEffekt überwiegtden nichtlinearen Effekt, wenn die Durchflussgeschwindigkeit größer alsdie akustische Geschwindigkeit in den Perforationslöchern ist.In diesem Falle wird die Resistanz R durch folgende Gleichung beschrieben: R = ρ · ζ · U / σ (1)wobei ζ der Druckverlustkoeffizienzder Löcher,U die Durchflussgeschwindigkeit des Kühlfluids und σ die Porosität der Perforation,d.h. den Anteil der Fläche derLochquerschnitte an der Gesamtflächeder Wandung, beschreiben. Daher muss für eine optimale Dämpfungsbedingung(R = ρ · c) derWert M = σ / ζ (2)sein, wobeiM = U / c die Machzahl des Durchflusses des Kühlfluids ist.When dimensioning the perforated section, the reflection-free condition for the sound impedance Z = R + iX = ρ · c is at least approximately met in the present case. The real part R of the complex sound impedance Z is referred to as resistance, the imaginary part X as reactance. The absorbing acoustic wall with R = ρ · c is formed by the inner wall of the perforated section. However, maintaining a cooling fluid flow through the perforated section during operation of the combustion chamber creates different conditions than without such a gas flow. Without a gas flow, the resistance would be non-linear due to the dependence on the convection and dissipation of the acoustically generated vortices, so that it would be very difficult to tune. In the present case, however, the constant flow of the cooling fluid through the perforation holes leads to a linear contribution to the resistance R due to the convection of the vortices caused by this flow. This linear effect outweighs the nonlinear effect if the flow rate is greater than the acoustic speed in the perforation holes. In this case, the resistance R is described by the following equation: R = ρ · ζ · U / σ (1) where ζ describes the pressure loss coefficient of the holes, U the flow rate of the cooling fluid and σ the porosity of the perforation, ie the proportion of the area of the hole cross sections to the total area of the wall. Therefore, for an optimal damping condition (R = ρ · c) the value M = σ / ζ (2) be, where M = U / c is the Mach number of the flow of the cooling fluid.
    [0010] Fürdie Einhaltung der reflexionsfreien Bedingung ist es weiterhin erforderlich,dass der Imaginärteilder Schallimpedanz, die sog. Reaktanz X, annähernd 0 ist. Der Zwischenraumzwischen der inneren und der äußeren Wandungwird zur Einstellung der Reaktanz X bezüglich der zu dämpfendenFrequenzen benutzt. Die äußere Wandungdient hierbei als voll reflektierende Wandung (ohne Dämpfung)für dieakustischen Druckschwingungen. Dies wird dadurch ermöglicht,dass der Druckabfall zwischen der inneren und der äußeren Wandungaufgespalten wird, so dass die akustischen Bereiche stromauf und stromabder äußeren Wandungvoneinander entkoppelt sind. Die Reaktanz lässt sich in diesem Fall ausdrücken als X = ρ · ω[(t + λ)/σ – c/ω · cot(ωL/c)] (3)wobei ω = 2πf, f dieFrequenz der zu dämpfenden Frequenz,t die Längeder Löcher, λ ein Endkorrekturwert – hauptsächlich abhängig vomLochdurchmesser – undL der Abstand zwischen der inneren und äußeren Wandung sind. Die Länge derLöcherwird überdie Dicke der inneren Wandung festgelegt. Der Druckabfall durchdie innere Wandung legt die Durchflussgeschwindigkeit fest, diein Gleichung (2) fürdie Machzahl eingesetzt wird, um die Porosität σ zu erhalten. Durch geeigneteWahl der Werte des Lochdurchmessers, der Lochlänge bzw. Wanddicke, sowie desAbstandes zwischen der inneren und äußeren Wandung bei der Dimensionierungdes perforierten Abschnittes kann die Reaktanz X in Gleichung (3)bezüglichder zu dämpfendenFrequenz annäherndzu 0 gemacht werden.In order to maintain the reflection-free condition, it is also necessary that the imaginary part of the sound impedance, the so-called reactance X, is approximately 0. The space between the inner and outer walls is used to adjust the reactance X with respect to the frequencies to be damped. The outer wall serves as a fully reflective wall (without damping) for the acoustic pressure vibrations. This is made possible by the fact that the pressure drop between the inner and the outer wall is split up, so that the acoustic areas upstream and downstream of the outer wall are decoupled from one another. In this case, the reactance can be expressed as X = ρ · ω [(t + λ) / σ - c / ω · cot (ωL / c)] (3) where ω = 2πf, f the frequency of the frequency to be damped, t the length of the holes, λ a final correction value - mainly dependent on the hole diameter - and L the distance between the inner and outer walls. The length of the holes is determined by the thickness of the inner wall. The pressure drop through the inner wall determines the flow rate, which is used in equation (2) for the Mach number to obtain the porosity σ. By appropriately selecting the values of the hole diameter, the hole length or wall thickness, and the distance between the inner and outer walls when dimensioning the perforated section, the reactance X in equation (3) can be made approximately zero with respect to the frequency to be damped.
    [0011] Die perforierten Abschnitte des vorliegenden Brennraumslassen sich auch so dimensionieren, dass sie die Bedingung einesHelmholz-Resonators mit Z ≈ 0erfüllen,wenn einzelne akustische Moden gedämpft werden sollen.The perforated sections of the present The combustion chamber can also be dimensioned so that it fulfills the condition of a Helmholz resonator with Z ≈ 0 if individual acoustic modes are to be damped.
    [0012] Durch die vorliegende Ausbildungder perforierten Abschnitte wird eine Doppelfunktion erfüllt, die einerseitsin der akustischen Dämpfungund andererseits in der Kühlungder Wandungen der Brennkammer oder des Brenners besteht. Die äußere Wandungbildet hierbei eine akustisch voll reflektierende Wand und dientgleichzeitig der Prallkühlungdurch die vom Kompressor herangeführte kalte Luft als Kühlfluid,die durch die Perforation in die Brennkammer eingebracht wird. Die äußere Wandungführt hierbeizu akustischen Enkopplung der akustischen Bereiche stromauf undstromab der Wandung. Vorzugsweise wird der Durchfluss der Kühlluft durchdie perforierten Abschnitte so gewählt, dass die Durchflussgeschwindigkeitgrößer alsdie akustische Geschwindigkeit der zu dämpfenden Brennkammerdruckschwingungenist.Through the present trainingThe perforated sections perform a double function, on the one handin acoustic dampingand on the other hand in coolingthe walls of the combustion chamber or the burner. The outer wallforms an acoustically fully reflective wall and servesat the same time the impingement coolingdue to the cold air brought in by the compressor as cooling fluid,which is introduced into the combustion chamber through the perforation. The outer wallleads herefor acoustic decoupling of the acoustic areas upstream anddownstream of the wall. The flow of the cooling air is preferably carried outthe perforated sections chosen so that the flow ratelarger thanthe acoustic velocity of the combustion chamber pressure vibrations to be dampedis.
    [0013] Die perforierten Abschnitte können hierbei ander Frontplatte des Brenners am Übergangzum Brenner, in den Brennkammerwandungen oder in der Brennerwandungausgebildet sein. Vorzugsweise ist die innere Wandung am Übergangzur Brennkammer zusätzlichmit einer TBC- (ThermalBarrier Coating)Beschichtung versehen, d. h. einer thermischen Barriereschicht,die die gleiche Perforation wie der darunter liegende Wandungsteilder inneren Wandung aufweist.The perforated sections can be attachedthe front plate of the burner at the transitionto the burner, in the combustion chamber walls or in the burner wallbe trained. The inner wall is preferably at the transitionin addition to the combustion chamberwith a TBC (ThermalBarrier Coating) coating, d. H. a thermal barrier layer,which has the same perforation as the underlying wall partthe inner wall.
    [0014] Die Porosität der inneren Wandung des perforiertenAbschnittes bewegt sich vorzugsweise im Bereich von 2-75 %. Die Größe dieserPorosität,der Durchmesser der Perforationsöffnungensowie die Längeder Öffnungenwerden dabei abhängigvon den zu dämpfendenSchwingungen gewählt.Das Gleiche gilt fürdie Größe des Zwischenraumsder in der Größenordnungvon ≤ 1/10der zu dämpfenden Wellenlänge liegensollte.The porosity of the inner wall of the perforatedSection is preferably in the range of 2-75%. The size of thisPorosity,the diameter of the perforation openingsas well as the lengthof the openingsbecome dependent on itof those to be dampenedVibrations selected.The same appliesthe size of the spaceof the order of magnitudeof ≤ 1/10the wavelength to be attenuatedshould.
    [0015] Der vorliegende Brennraum kann inunterschiedlicher Geometrie ausgebildet sein, bspw. als Ringbrennkammer,an deren Stirnwand mehrere Brenner, insbesondere Vormischbrenner,in bekannter Weise angeordnet sind. Selbstverständlich ist der vorliegendeBrennraum nicht auf eine Ringform beschränkt und kann bspw. auch inSilo-Form ausgebildet sein.The present combustion chamber can be indifferent geometry, for example as an annular combustion chamber,on the end wall several burners, in particular premix burners,are arranged in a known manner. The present is, of courseCombustion chamber is not limited to a ring shape and can also, for example, inBe silo-shaped.
    [0016] Die erfindungsgemäß ausgebildeten Wandelementefür denBrennraum haben vorzugsweise eine sechseckige oder kreisringabschnittsförmige Außenkontur,damit sie, je nach Geometrie des Brennraums, direkt aneinander gesetztwerden können.The wall elements designed according to the inventionfor theThe combustion chamber preferably has a hexagonal or circular-section-shaped outer contour,so that, depending on the geometry of the combustion chamber, they are placed directly next to each othercan be.
    [0017] Beim Betrieb des vorliegenden Brennraums wirddas Kühlfluidzur Kühlungder Wandungen mit einem Durchfluss über den gasdurchlässigen Abschnitteingebracht, bei dem die komplexe Schallimpedanz Z = R + iX desgasdurchlässigenAbschnittes fürim Betrieb auftretende Pulsationsfrequenzen zumindest annähernd denWert ρ · c annimmt.Ruf diese Weise läßt sichdie dämpfendeWirkung jederzeit aufrechterhalten.When operating the present combustion chamberthe cooling fluidfor coolingthe walls with a flow over the gas-permeable sectionintroduced, in which the complex sound impedance Z = R + iX desgas permeableSection forPulsation frequencies occurring during operation at least approximatelyAssumes the value ρ · c.Call this waythe dampingMaintain impact at all times.
    [0018] Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhandvon Ausführungsbeispielenin Verbindung mit den Zeichnungen nochmals kurz erläutert. Hierbeizeigen:The present invention is described belowof embodimentsbriefly explained again in connection with the drawings. in this connectiondemonstrate:
    [0019] 1a einBeispiel fürdie Größe des Reflexionskoeffizientenr einer Platte mit einer Porosität von2,5% ohne einen fest eingestellten Durchfluss durch die einzelnenPerforationslöcher; 1a an example of the size of the reflection coefficient r of a plate with a porosity of 2.5% without a fixed flow through the individual perforation holes;
    [0020] 1b diePhase φ desakustischen Reflexionskoeffizienten einer Platte gemäß 1a; 1b the phase φ of the acoustic reflection coefficient of a plate according to 1a ;
    [0021] 2a dieGröße des akustischenReflexionskoeffizienten r füreine Platte mit einer Porosität von2,5%, durch die ein konstanter Durchfluss von 8m/s durch die Perforationslöcher aufrechterhalten wird; 2a the size of the acoustic reflection coefficient r for a plate with a porosity of 2.5%, through which a constant flow of 8m / s is maintained through the perforation holes;
    [0022] 2b diePhase φ desakustischen Reflexionskoeffizienten bei einer Platte gemäß 2a; 2 B the phase φ of the acoustic reflection coefficient according to a plate 2a ;
    [0023] 3 einBeispiel füreinen Brennraum gemäß der vorliegendenErfindung in schematischer Darstellung in Querschnittsansicht; und 3 an example of a combustion chamber according to the present invention in a schematic representation in cross-sectional view; and
    [0024] 4 zweiBeispiele fürdie Ausgestaltung der Frontplatten von Wandelementen, wie sie beim vorliegendenBrennraum einsetzbar sind. 4 two examples of the design of the front panels of wall elements, as can be used in the present combustion chamber.
    [0025] Im Folgenden werden beispielhafteAusgestaltungen der vorliegenden Erfindung sowie die damit erzieltenWirkungen erläutert.Hierbei sind nur für dieErfindung wesentliche Merkmale zeichnerisch dargestellt. Die beimEinsatz des Brennraums in einer Gasturbinenanlage ebenfalls vorhandenenHoch- und Niederdruckturbinen stromab des Brennraums sowie die stromaufliegende Kompressorstufe sind bspw. nicht dargestellt.The following are exemplaryRefinements of the present invention and the results achieved therebyEffects explained.Here are only forInvention essential features shown in the drawing. The atUse of the combustion chamber in a gas turbine plant also existingHigh and low pressure turbines downstream of the combustion chamber and upstreamlying compressor stage are not shown, for example.
    [0026] Die 1 und 2 zeigen einen Vergleichder Wirkung einer perforierten Platte, wie sie als innere Wandungdes perforierten Abschnittes des vorliegenden Brennraumes eingesetztwird, mit und ohne den ständigenDurchfluss an Kühlluftgemäß der vorliegendenErfindung. Die durchgezogenen Linien in den 1 und 2 zeigenhierbei die nach einem numerischen Modell berechneten Werte, dierechteckigen Kästchengemessene Werte. Die Kalkulationen bzw. Messungen wurden mit einerperforierten Platte mit einer Porosität von 2,5% durchgeführt. DerReflexionskoeffizient r berechnet sich aus r = (Z + ρ · c)/(Z – ρ · c). Diemaximale Absorption ergibt sich hierbei für die Resonanzfrequenz, diein der Darstellung der Phase des Reflexionskoeffizienten durch denPhasensprung gekennzeichnet ist. Aus den Figuren ist die gute Übereinstimmungder berechneten mit den gemessenen Werten zu erkennen, so dass sichdas eingesetzte Modell sehr gut für die Dimensionierung derartigerperforierter Abschnitte eignet.The 1 and 2 show a comparison of the effect of a perforated plate, as used as the inner wall of the perforated section of the present combustion chamber, with and without the constant flow of cooling air according to the present invention. The solid lines in the 1 and 2 show the values calculated according to a numerical model, the rectangular boxes measured values. The calculations or measurements were carried out with a perforated plate with a porosity of 2.5%. The reflection coefficient r is calculated from r = (Z + ρ · c) / (Z - ρ · c). The maximum absorption results here for the resonance frequency, which is characterized in the representation of the phase of the reflection coefficient by the phase jump. The figures show the good agreement between the calculated and the measured values, so that the model used is very good for dimensioning such perforated sections is suitable.
    [0027] 2 zeigtdie Verhältnisse,wie sie beim vorliegenden Brennraum vorherrschen, bei dem ein ständiger Flussan Kühlluftdurch die perforierten Abschnitte aufrecht erhalten wird. DieserDurchfluss ermöglichteine bessere Einstellung der Resonanzfrequnz der Dämpfung undführt andererseitszu einer größeren Dämpfung über einenbreiteren Frequenzbereich, wie dies deutlich durch einen Vergleichder 1a und 2a zu erkennen ist. Im vorliegenden Brennraummit den darin eingesetzten doppelwandigen perforierten Abschnitten,die mit den Mitteln zur Zuführungvon Kühlluftin Verbindung stehen, um den Durchfluss der Kühlluft zu ermöglichen,lässt sichsomit eine Kühlungder Brenner- undBrennkammerwandungen in Verbindung mit einer verbesserten akustischenDämpfungerreichen. 2 shows the conditions that prevail in the present combustion chamber, in which a constant flow of cooling air is maintained through the perforated sections. This flow enables better adjustment of the resonance frequency of the damping and, on the other hand, leads to greater damping over a broader frequency range, as is clearly shown by a comparison of 1a and 2a can be seen. In the present combustion chamber with the double-walled perforated sections used therein, which are connected to the means for supplying cooling air in order to allow the cooling air to flow through, cooling of the burner and combustion chamber walls can be achieved in connection with improved acoustic damping.
    [0028] 3 zeigtbeispielhaft in einer Querschnittsansicht eine mögliche Ausgestaltung des Brennraumsder vorliegenden Erfindung. Der Brenner 1 liefert in diesemBeispiel eine Drallströmung 3 eines Brennstoff-Luftgemisches,die zu einer drallstabilisierten Flamme 7 mit Rückflussim Kern in der Brennkammer 2 führt. Die Brennkammer 2 wirddurch die Brennkammerwandungen 11, der Brenner 1 durch dieBrennerwandungen 10 begrenzt. Die Frontplatte 6 desBrenners 1 ist in diesem Beispiel perforiert ausgebildetund mit einer ebenfalls perforierten thermischen Barrierebeschichtung 9 versehen.Die perforierte Frontplatte 6 bildet zusammen mit einerdavon beabstandeten perforierten Platte 5 einen doppel wandigenperforierten Abschnitt mit einem definierten Zwischenraum. Dieserdoppelwandige Abschnitt wird mit Kühlluft 4 vom Kompressorder Gasturbinenanlage beaufschlagt, so dass ein kontinuierlicher Fluss 4 anKühlluftdurch den perforierten Abschnitt in die Brennkammer 2 aufrechterhalten wird. Durch diesen Kühlluftfluss 4 wirddie Frontplatte 6 mittels Prallkühlung gekühlt. Der Kühlluftfluss tritt anschließend indie Brennkammer 2 ein, wie dies durch das Bezugszeichen 8 angedeutetist. Dieser Fluss 8 bewirkt eine akustische Dämpfung aufBasis der vorliegenden Porositätder Frontplatte 6 und der Geschwindigkeit des Durchflusses,die fürdie Einhaltung des gewünschtenWertes der Resistanz R gewähltsind (vgl. Gleichung (2) der vorangehenden Beschreibung). Der Zwischenraumist gemäß Gleichung(3) der vorangehenden Beschreibung so ausgebildet, dass annähernd X= 0 fürdie gewünschten zudämpfendenFrequenzen erreicht wird. Die TBC-Schicht 9 dient der Verringerungder thermischen Belastung. Typische Schichtdicken liegen im Bereichvon 1 mm. 3 shows an example of a possible embodiment of the combustion chamber of the present invention in a cross-sectional view. The burner 1 provides a swirl flow in this example 3 of a fuel-air mixture leading to a swirl-stabilized flame 7 with reflux in the core in the combustion chamber 2 leads. The combustion chamber 2 is through the combustion chamber walls 11 , the burner 1 through the burner walls 10 limited. The front panel 6 of the burner 1 is perforated in this example and also has a perforated thermal barrier coating 9 Mistake. The perforated front panel 6 forms together with a perforated plate spaced therefrom 5 a double-walled perforated section with a defined space. This double-walled section is filled with cooling air 4 acted upon by the compressor of the gas turbine plant, so that a continuous flow 4 of cooling air through the perforated section into the combustion chamber 2 is maintained. Through this cooling air flow 4 becomes the front panel 6 cooled by impingement cooling. The cooling air flow then enters the combustion chamber 2 one as indicated by the reference number 8th is indicated. That river 8th causes acoustic damping based on the porosity of the front panel 6 and the speed of the flow, which are chosen for maintaining the desired value of the resistance R (cf. equation (2) of the preceding description). The intermediate space is designed in accordance with equation (3) of the preceding description in such a way that approximately X = 0 is achieved for the desired frequencies to be damped. The TBC layer 9 serves to reduce the thermal load. Typical layer thicknesses are in the range of 1 mm.
    [0029] Selbst wenn in diesem Beispiel dieperforierten Abschnitte lediglich im Bereich der Frontplatte desBrenners 1 ausgebildet sind, so lassen sich diese selbstverständlich auchin der Brennkammerwandung 11 oder in der Brennerwandung 10 entsprechendrealisieren, um diese zu kühlenund eine entsprechende Dämpfungherbei zu führen.Even if in this example the perforated sections are only in the area of the front plate of the burner 1 are formed, so these can of course also in the combustion chamber wall 11 or in the burner wall 10 Realize accordingly to cool them and bring about a corresponding damping.
    [0030] 4 zeigtschließlichzwei Beispiele fürdie Ausgestaltung der Frontplatte 6 von Wandelementen miteinem Vormischbrenner wie dem der 3 in Draufsicht.Bei der Ausgestaltung der 4a hatdie Frontplatte 6 eine sechseckige Außenkontur, wie sie bei sog.Silo-Brennkammern zum Einsatz kommt. Hierbei sind mehrere dieserWandelemente auf einer größeren Fläche aneinandergereiht. Die Ausgestaltung der 4b stelltwiederum die Frontplatte 6 eines Wandelementes für eine Ringbrennkammerdar, bei der mehrere dieser Wandelemente mit den enthaltenen Vormischbrennernso aneinander gesetzt werden, dass sie die Ringform der Ringbrennkammerwiedergeben. In beiden Fällenist deutlich die perforierte Ausgestaltung der Frontplatte 6 zuerkennen, durch die die akustische Dämpfung erreicht und zusätzlich diegewünschteKühlwirkungerzielt wird. 4 finally shows two examples of the design of the front panel 6 of wall elements with a premix burner like that of 3 in top view. When designing the 4a has the front panel 6 a hexagonal outer contour, as used in so-called silo combustion chambers. Here, several of these wall elements are strung together on a larger area. The design of the 4b again puts the front panel 6 of a wall element for an annular combustion chamber, in which several of these wall elements with the premix burners contained are placed against one another in such a way that they reproduce the annular shape of the annular combustion chamber. In both cases, the perforated design of the front panel is clear 6 to recognize through which the acoustic damping is achieved and additionally the desired cooling effect is achieved.
    11 Brennerburner 22 Brennkammer/BrennraumCombustor / combustion chamber 33 Drallströmungswirl flow 44 KühlluftflussCooling air flow 55 perforiertePlatteperforatedplate 66 perforierteFrontplatteperforatedfront panel 77 Flammeflame 88th KühlluftflussCooling air flow 99 TBC-BeschichtungTBC coating 1010 BrennerwandungBrennerwandung 1111 Brennkammerwandungcombustion chamber wall rr Reflexionskoeffizientreflection coefficient φφ Phasedes Reflexionskoeffizientenphaseof the reflection coefficient ff Frequenzfrequency
    权利要求:
    Claims (14)
    [1]
    Brennraum, insbesondere für eine Gasturbinenanlage, mitzumindest einem Brenner (1), der einen Brenneraustrittfür dieZufuhr eines Brennstoffes oder Brennstoff-Oxidationsmittel-Gemischesin den Brennraum (2) aufweist, und zumindest einem gasdurchlässigen,perforiert ausgebildeten Abschnitt (5, 6) in einerWandung (10, 11) des Brennraums (2) und/oderdes Brenners (1), wobei der gasdurchlässige Abschnitt (5, 6)mit einem Mittel zur Zuführungeines Kühlfluids(4) zur Kühlungder Wandungen (10, 11) in Fluidverbindung steht, dadurchgekennzeichnet, dass der gasdurchlässige Abschnitt (5, 6)doppelwandig mit einer inneren (6), dem Brennraum (2) zugewandtenund einer äußeren, demBrennraum (2) abgewandten Wandung (5) ausgebildetist, zwischen denen ein definierter Abstand vorliegt, und die Größe L desAbstandes, die Porosität σ der Perforationder inneren Wandung (6) und die Dicke der inneren Wandung(6) so aufeinander abgestimmt sind, dass die komplexe SchallimpedanzZ = R + iX des gasdurchlässigenAbschnittes beim bestimmungsgemäßen Betriebdes Brennraums (2) fürdabei auftretende Pulsationsfrequenzen zumindest annähernd den Wert ρ · c oder0 annimmt, wobei ρ dieDichte des Kühlfluids(4) und c die Schallgeschwindigkeit im Kühlfluid(4) darstellen.Combustion chamber, in particular for a gas turbine plant, with at least one burner ( 1 ), which has a burner outlet for the supply of a fuel or fuel-oxidant mixture into the combustion chamber ( 2 ) and at least one gas-permeable, perforated section ( 5 . 6 ) in one wall ( 10 . 11 ) of the combustion chamber ( 2 ) and / or the burner ( 1 ), the gas permeable section ( 5 . 6 ) with a means for supplying a cooling fluid ( 4 ) for cooling the walls ( 10 . 11 ) is in fluid communication, characterized in that the gas-permeable section ( 5 . 6 ) double-walled with an inner ( 6 ), the combustion chamber ( 2 ) facing and an outer, the combustion chamber ( 2 ) facing wall ( 5 ) between which there is a defined distance, and the size L of the distance, the porosity σ of the perforation of the inner wall ( 6 ) and the thickness of the inner wall ( 6 ) are coordinated so that the complex sound impedance Z = R + iX of the gas-permeable section when the combustion chamber is operated as intended ( 2 ) for pulsation frequencies that occur at least approximately Assumes the value ρ · c or 0, where ρ is the density of the cooling fluid ( 4 ) and c the speed of sound in the cooling fluid ( 4 ) represent.
    [2]
    Brennraum nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass die Größe L desAbstandes, die Porosität σ der Perforationder inneren Wandung (6) und die Dicke der inneren Wandung(6) so aufeinander abgestimmt sind, dass M= σ / ζund X = ρ · ω [(t + λ) /σ – c/ω · cot (ωL/c)] =0,wobei M die Machzahl des Durchflusses des Kühlfluids(4), ζ derDruckverlustkoeffizienz von Löchernder Perforation der inneren Wandung (6), ω = 2πf, f eine derzu dämpfendenPulsationsfrequenzen, t die Längeder Löcherder Perforation der inneren Wandung (6) und λ ein Endkorrekturwertsind.Combustion chamber according to claim 1, characterized in that the size L of the distance, the porosity σ of the perforation of the inner wall ( 6 ) and the thickness of the inner wall ( 6 ) are coordinated so that M = σ / ζ and X = ρ · ω [(t + λ) / σ - c / ω · cot (ωL / c)] = 0, where M is the Mach number of the flow of the cooling fluid ( 4 ), ζ the pressure loss coefficient of holes in the perforation of the inner wall ( 6 ), ω = 2πf, f one of the pulsation frequencies to be damped, t the length of the holes in the perforation of the inner wall ( 6 ) and λ are a final correction value.
    [3]
    Brennraum nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,dass ein oder mehrere der gasdurchlässigen Abschnitte (5, 6),die mit dem Mittel zur Zuführungdes Kühlfluids(4) zur Kühlungder Wandungen (10, 11) in Fluidverbindung stehen,an einer Frontplatte (6) des Brenners (1) am Übergangzum Brennraum (2) ausgebildet sind.Combustion chamber according to claim 1 or 2, characterized in that one or more of the gas-permeable sections ( 5 . 6 ) with the means for supplying the cooling fluid ( 4 ) for cooling the walls ( 10 . 11 ) are in fluid communication on a front panel ( 6 ) of the burner ( 1 ) at the transition to the combustion chamber ( 2 ) are trained.
    [4]
    Brennraum nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,dass ein oder mehrere der gasdurchlässigen Abschnitte (5, 6),die mit dem Mittel zur Zuführungdes Kühlfluids(4) zur Kühlungder Wandungen (10, 11) in Fluidverbindung stehen,an der Brennraumwandung (11) ausgebildet sind.Combustion chamber according to one of claims 1 to 3, characterized in that one or more of the gas-permeable sections ( 5 . 6 ) with the means for supplying the cooling fluid ( 4 ) for cooling the walls ( 10 . 11 ) are in fluid connection on the combustion chamber wall ( 11 ) are trained.
    [5]
    Brennraum nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,dass ein oder mehrere der gasdurchlässigen Abschnitte (5, 6),die mit dem Mittel zur Zuführungdes Kühlfluids(4) zur Kühlungder Wandungen (10, 11) in Fluidverbindung stehen,an der Brennerwandung (10) ausgebildet sind.Combustion chamber according to one of claims 1 to 4, characterized in that one or more of the gas-permeable sections ( 5 . 6 ) with the means for supplying the cooling fluid ( 4 ) for cooling the walls ( 10 . 11 ) are in fluid connection on the burner wall ( 10 ) are trained.
    [6]
    Brennraum nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,dass die innere Wandung (6) am Übergang zum Brennraum (2)eine Schicht (9) aus einem eine thermische Barriere bildendenMaterial umfasst, die die gleiche Perforation wie ein darunter liegenderWandungsteil der inneren Wandung (6) aufweist.Combustion chamber according to one of claims 1 to 5, characterized in that the inner wall ( 6 ) at the transition to the combustion chamber ( 2 ) a layer ( 9 ) made of a material forming a thermal barrier, which has the same perforation as an underlying wall part of the inner wall ( 6 ) having.
    [7]
    Wandelement füreinen Brennraum nach einem der Patentansprüche 1 – 6,bestehend aus einem Brenner (1) mit einer Frontplatte,die einen gasdurchlässigen,perforiert ausgebildeten Abschnitt (5, 6) aufweist,der mit einem Mittel zur Zuführungeines Kühlfluids(4) in Fluidverbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dassder gasdurchlässigeAbschnitt (5, 6) doppelwandig mit einer inneren(6), dem Brennraum (2) zugewandten und einer äußeren, dem Brennraum(2) abgewandten Wandung (5) ausgebildet ist, zwischendenen ein definierter Abstand vorliegt, und die Größe L desAbstandes, die Porosität σ der Per forationder inneren Wandung (6) und die Dicke der inneren Wandung(6) so aufeinander abgestimmt sind, dass die komplexe SchallimpedanzZ = R + iX des gasdurchlässigenAbschnittes (5, 6) beim bestimmungsgemäßen Betriebdes Brennraums (2) fürdabei auftretende Pulsationsfrequenzen zumindest annähernd denWert ρ · c annimmt,wobei ρ die Dichtedes Kühlfluids(4) und c die Schallgeschwindigkeit im Kühlfluid(4) darstellen.Wall element for a combustion chamber according to one of the claims 1 - 6 consisting of a burner ( 1 ) with a front plate which has a gas-permeable, perforated section ( 5 . 6 ) which has a means for supplying a cooling fluid ( 4 ) is in fluid communication, characterized in that the gas-permeable section ( 5 . 6 ) double-walled with an inner ( 6 ), the combustion chamber ( 2 ) facing and an outer, the combustion chamber ( 2 ) facing wall ( 5 ) between which there is a defined distance, and the size L of the distance, the porosity σ of the perforation of the inner wall ( 6 ) and the thickness of the inner wall ( 6 ) are coordinated so that the complex sound impedance Z = R + iX of the gas-permeable section ( 5 . 6 ) when the combustion chamber is operated as intended ( 2 ) assumes at least approximately the value ρ · c for pulsation frequencies, where ρ is the density of the cooling fluid ( 4 ) and c the speed of sound in the cooling fluid ( 4 ) represent.
    [8]
    Wandelement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,dass die Frontplatte eine sechseckige Außenkontur aufweist.Wall element according to claim 7, characterized inthat the front panel has a hexagonal outer contour.
    [9]
    Wandelement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,dass die Frontplatte eine kreisringabschnittsförmige Außenkontur aufweist.Wall element according to claim 7, characterized inthat the front plate has an annular contour-shaped outer contour.
    [10]
    Wandelement nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet,dass die innere Wandung (6) am Übergang zum Brennraum (2)eine Schicht (9) aus einem eine thermische Barriere bildendenMaterial umfasst, die die gleiche Perforation wie ein darunter liegenderWandungsteil der inneren Wandung (6) aufweist.Wall element according to one of claims 7 to 9, characterized in that the inner wall ( 6 ) at the transition to the combustion chamber ( 2 ) a layer ( 9 ) made of a material forming a thermal barrier, which has the same perforation as an underlying wall part of the inner wall ( 6 ) having.
    [11]
    Verwendung eines Brennraums nach einem der Patentansprüche 1 – 6 alsBrennkammer einer Gasturbine.Use of a combustion chamber according to one of the claims 1 - 6 as a combustion chamber of a gas turbine.
    [12]
    Verfahren zum Betrieb eines Brennraums nach einemder Ansprüche1 bis 6, bei dem das Kühlfluid(4) zur Kühlungder Wandungen (10, 11) mit einem Durchfluss über dengasdurchlässigenAbschnitt (5, 6) eingebracht wird, bei dem diekomplexe Schallimpedanz Z = R + iX des gasdurchlässigen Abschnittes für im Betriebauftretende Pulsationsfrequenzen zumindest annähernd den Wert ρ · c annimmt.Method for operating a combustion chamber according to one of Claims 1 to 6, in which the cooling fluid ( 4 ) for cooling the walls ( 10 . 11 ) with a flow over the gas-permeable section ( 5 . 6 ) is introduced, in which the complex sound impedance Z = R + iX of the gas-permeable section at least approximately assumes the value ρ · c for pulsation frequencies occurring during operation.
    [13]
    Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,dass in Abhängigkeitvon der Größe L desAbstandes, der Porosität σ der Perforationder inneren Wandung (6) und der Dicke der inneren Wandung(6) des gasdurchlässigenAbschnittes (7, 8) der Durchfluss so eingestelltwird, dass M = σ / ζund x= ρ · ω[(t + λ)/σ – c/ω · cot(ωL/c)] =0,wobei M die Machzahl des Durchflusses des Kühlfluids(4), ζ derDruckverlustkoeffizienz der Löcherder Perforation der inneren Wandung (6), ω = 2πf, f eine derzu dämpfendenPulsationsfrequenzen, t die Längeder Löcherder Perforation der inneren Wandung (6) und λ ein Endkorrekturwertsind.A method according to claim 12, characterized in that depending on the size L of the distance, the porosity σ of the perforation of the inner wall ( 6 ) and the thickness of the inner wall ( 6 ) of the gas permeable section ( 7 . 8th ) the flow is adjusted so that M = σ / ζ and x = ρ · ω [(t + λ) / σ - c / ω · cot (ωL / c)] = 0, where M is the Mach number of the flow of the cooling fluid ( 4 ), ζ the pressure loss coefficient of the holes in the Perforation of the inner wall ( 6 ), ω = 2πf, f one of the pulsation frequencies to be damped, t the length of the holes in the perforation of the inner wall ( 6 ) and λ are a final correction value.
    [14]
    Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet,dass Kühlluftals Kühlfluid(4) eingesetzt wird.A method according to claim 12 or 13, characterized in that cooling air as the cooling fluid ( 4 ) is used.
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2007-01-18| 8139| Disposal/non-payment of the annual fee|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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